Som det huvudsakliga bindemedlet för vattenbaserade negativa elektrodmaterial används CMC-produkter i stor utsträckning av inhemska och utländska batteritillverkare.Den optimala mängden bindemedel kan erhålla relativt stor batterikapacitet, lång livslängd och relativt lågt inre motstånd.
Bindemedel är ett av de viktiga funktionella hjälpmaterialen i litiumjonbatterier.Det är huvudkällan till de mekaniska egenskaperna hos hela elektroden och har en viktig inverkan på elektrodens produktion och batteriets elektrokemiska prestanda.Själva pärmen har ingen kapacitet och upptar en mycket liten andel i batteriet.
Förutom de vidhäftande egenskaperna hos allmänna bindemedel, behöver litiumjonbatterielektrodbindemedelsmaterial även kunna motstå svällning och korrosion av elektrolyten, samt motstå den elektrokemiska korrosionen under laddning och urladdning.Det förblir stabilt i arbetsspänningsområdet, så det finns inte många polymermaterial som kan användas som elektrodbindemedel för litiumjonbatterier.
Det finns tre huvudtyper av litiumjonbatteribindemedel som används allmänt för närvarande: polyvinylidenfluorid (PVDF), styren-butadiengummi (SBR) emulsion och karboximetylcellulosa (CMC).Dessutom upptar polyakrylsyra (PAA), vattenbaserade bindemedel med polyakrylnitril (PAN) och polyakrylat som huvudkomponenter också en viss marknad.
Fyra egenskaper hos batterinivå CMC
På grund av den dåliga vattenlösligheten hos syrastrukturen hos karboximetylcellulosa, för att bättre kunna applicera den, är CMC ett mycket allmänt använt material i batteriproduktion.
Som det huvudsakliga bindemedlet för vattenbaserade negativa elektrodmaterial används CMC-produkter i stor utsträckning av inhemska och utländska batteritillverkare.Den optimala mängden bindemedel kan erhålla relativt stor batterikapacitet, lång livslängd och relativt lågt inre motstånd.
De fyra egenskaperna hos CMC är:
För det första kan CMC göra produkten hydrofil och löslig, helt löslig i vatten, utan fria fibrer och föroreningar.
För det andra är substitutionsgraden enhetlig och viskositeten stabil, vilket kan ge stabil viskositet och vidhäftning.
För det tredje, producera produkter med hög renhet med lågt innehåll av metalljoner.
För det fjärde har produkten god kompatibilitet med SBR-latex och andra material.
CMC-natriumkarboximetylcellulosa som används i batteriet har kvalitativt förbättrat dess användningseffekt, och ger det samtidigt bra användningsprestanda, med nuvarande användningseffekt.
CMC:s roll i batterier
CMC är ett karboximetylerat derivat av cellulosa, som vanligtvis framställs genom att reagera naturlig cellulosa med kaustikalkali och monoklorättiksyra, och dess molekylvikt varierar från tusentals till miljoner.
CMC är ett vitt till ljusgult pulver, granulärt eller fibröst ämne, som har stark hygroskopicitet och är lättlösligt i vatten.När den är neutral eller alkalisk är lösningen en högviskös vätska.Om den värms över 80 ℃ under en längre tid kommer viskositeten att minska och den blir olöslig i vatten.Den blir brun när den värms upp till 190-205°C och karboniserar vid uppvärmning till 235-248°C.
Eftersom CMC har funktionerna för förtjockning, bindning, vattenretention, emulgering och suspension i vattenlösning, används den i stor utsträckning inom områdena keramik, livsmedel, kosmetika, tryckning och färgning, papperstillverkning, textilier, beläggningar, lim och medicin, hög- slutkeramik och litiumbatterier Fältet står för cirka 7 %, allmänt känt som "industriellt mononatriumglutamat".
SpecifiktCMCi batteriCMC:s funktioner är: dispergering av det aktiva materialet för negativ elektrod och det ledande medlet;förtjockning och anti-sedimenteringseffekt på den negativa elektroduppslamningen;hjälpa till att binda;stabilisera elektrodens bearbetningsprestanda och hjälpa till att förbättra battericykelns prestanda;förbättra avdragningshållfastheten på polstycket, etc.
CMC prestanda och urval
Att lägga till CMC när man gör elektroduppslamningen kan öka slammets viskositet och förhindra att slammet sedimenterar.CMC kommer att sönderdela natriumjoner och anjoner i vattenlösning, och viskositeten för CMC-lim kommer att minska med temperaturökningen, vilket är lätt att absorbera fukt och har dålig elasticitet.
CMC kan spela en mycket bra roll i spridningen av negativ elektrodgrafit.När mängden CMC ökar kommer dess nedbrytningsprodukter att fästa vid ytan av grafitpartiklar, och grafitpartiklarna kommer att stöta bort varandra på grund av elektrostatisk kraft, vilket ger en god spridningseffekt.
Den uppenbara nackdelen med CMC är att den är relativt skör.Om all CMC används som bindemedel kommer den grafitnegativa elektroden att kollapsa under press- och skärprocessen av polstycket, vilket kommer att orsaka allvarlig pulverförlust.Samtidigt påverkas CMC kraftigt av förhållandet mellan elektrodmaterial och pH-värde, och elektrodskiktet kan spricka under laddning och urladdning, vilket direkt påverkar batteriets säkerhet.
Ursprungligen var bindemedlet som användes för negativ elektrodomrörning PVDF och andra oljebaserade bindemedel, men med tanke på miljöskydd och andra faktorer har det blivit mainstream att använda vattenbaserade bindemedel för negativa elektroder.
Det perfekta bindemedlet finns inte, försök att välja ett bindemedel som uppfyller de fysiska bearbetnings- och elektrokemiska kraven.Med utvecklingen av litiumbatteriteknologi, samt kostnads- och miljöskyddsfrågor, kommer vattenbaserade bindemedel så småningom att ersätta oljebaserade bindemedel.
CMC två stora tillverkningsprocesser
Enligt olika företringsmedier kan den industriella produktionen av CMC delas in i två kategorier: vattenbaserad metod och lösningsmedelsbaserad metod.Metoden med vatten som reaktionsmedium kallas vattenmediummetoden, som används för att producera alkaliskt medium och låggradig CMC.Metoden att använda organiskt lösningsmedel som reaktionsmedium kallas lösningsmedelsmetoden, som är lämplig för framställning av medium och högkvalitativ CMC.Dessa två reaktioner utförs i en knådare, som tillhör knådningsprocessen och som för närvarande är huvudmetoden för att framställa CMC.
Vattenmediummetod: en tidigare industriell produktionsprocess, metoden är att reagera alkalicellulosa och företringsmedel under förhållanden med fritt alkali och vatten, vilket används för att framställa medel- och lågvärdiga CMC-produkter, såsom tvätt- och textillimningsmedel. .Fördelen med vattenmediummetoden är att utrustningskraven är relativt enkla och kostnaden låg;nackdelen är att på grund av avsaknaden av en stor mängd flytande medium ökar värmen som genereras av reaktionen temperaturen och accelererar hastigheten på sidoreaktionerna, vilket resulterar i låg företringseffektivitet och dålig produktkvalitet.
Lösningsmedelsmetod;även känd som organisk lösningsmedelsmetod, den är uppdelad i knådningsmetod och slurrymetod enligt mängden reaktionsspädningsmedel.Dess huvudsakliga egenskap är att alkaliserings- och företringsreaktionerna utförs under betingelser av ett organiskt lösningsmedel som reaktionsmedium (utspädningsmedel) av.Liksom reaktionsprocessen för vattenmetoden består även lösningsmedelsmetoden av två steg av alkalisering och företring, men reaktionsmediet för dessa två steg är olika.Fördelen med lösningsmedelsmetoden är att den utelämnar processerna med alkaliblötläggning, pressning, krossning och åldring som är inneboende i vattenmetoden, och alkaliseringen och företringen utförs alla i knådaren;nackdelen är att temperaturreglerbarheten är relativt dålig och utrymmeskraven är relativt dåliga., högre kostnad.
Posttid: Jan-05-2023